高压静电吸附除杂的试验研究

在茶叶生产加工中,常会有一些杂质残留在其中,造成茶叶不纯的质量问题.为此,本研究应用了一种高压静电除杂装置,设计了一种静电除杂试验,以解决茶叶的质量问题.该装置通过高压静电发生器产生静电,使静电辊筒周围产生静电场,从而使杂质发生极化反应被吸附除去.对此装置中辊筒底部与底板的距离、电压的大小、给料振频、风机风量等参数,以...     

马铃薯料斗机除杂装置设计与试验

针对马铃薯料斗机除杂装置除杂过程中马铃薯伤薯率高、除杂质量低的问题,通过进行马铃薯除杂过程动力学分析和马铃薯与土壤分离的条件分析,并结合除杂辊转动摩擦除杂的原理,确定了影响马铃薯除杂作业质量的主要因素及各因素的试验取值范围。以马铃薯伤薯率和除杂率为评价指标,以除杂辊间距、装置倾角和除杂辊转速为试验因素,进行了二次旋转正交回归试验,建立了各因素与试验指标间的回归数学模型,分析了各因素对评价指标的影响规律,并进行参数优化。结果表明,当除杂辊间距为125 mm、装置倾角为10°、除杂辊转速为112 r/min时,马铃薯除杂作业的伤薯率为0.65%、除杂率为96.03%,与未经参数优化的料斗机相比,伤薯率减少0.12个百分点,除杂率提高0.63个百分点,该装置能较好地满足马铃薯仓储作业的要求。     

鲜食玉米果穗收获负压除杂装置参数优化与试验

针对现有鲜食玉米收获机在收获果穗时,果穗中含有茎叶等杂质,影响运输、贮存和后续加工等问题,采用轴流风机负压除杂技术去除果穗中的茎秆和茎叶等杂质,同时在除杂装置内增加动、定刀,切碎杂质,便于后续的打包回收利用,并对风机负压除杂装置进行了性能分析和参数优化。通过对动、定刀进行动力学分析,对动、定刀数和刀间隙进行分析,确定了该装置的风机转速范围为1326~1573r/min,动、定刀间隙20mm,定刀数为3~8。采用二次回归正交组合试验方案,以风机转速、定刀数、喂入量为试验因素,以果穗含杂率和茎秆切碎长度合格率为试验指标进行台架试验,通过分析各因素对指标贡献率,得到影响茎秆切碎长度合格率的主次顺序为喂入量、风机转速、定刀数,影响果穗含杂率的主次顺序为风机转速、喂入量、定刀数。建立了参数优化数学模型,利用Optimization模块优化得出,当风机转速为1524r/min、单排定刀数为4、喂入量为7.6kg/s时,茎秆切碎长度合格率为96.8%,果穗含杂率为0.69%。对优化后的参数组合进行了5组验证试验,得到茎秆切碎长度合格率平均值为96.2%,果穗含杂率平均值为0.71%。相比于传统收获机,该装置使果穗含杂率降低了23.3%,说明该优化参数能够满足鲜食玉米果穗收获和茎叶青贮相关技术要求。     

振动筛式红枣多层除杂分级机的设计与试验

为解决红枣收获后的除杂分级作业问题,设计了一种振动筛式红枣多层除杂分级机。运用Auto CAD和Solid Works对整机及关键部件进行设计,利用正交试验确定该型红枣除杂分级机的各项结构参数。试验结果表明:在作业效率为142kg/h、风选除杂装置的风速为14m/s、振动式除杂分级装置的倾斜角度为11°、振动筛的振动频率为20Hz时,除杂分级作业后的红枣含杂率为1.53%、分级合格率为94.8%、损伤率为3.1%。该机工作效率高,作业质量稳定,可同时完成收获后红枣杂质的去除与红枣尺寸的分级作业。     

金银花冷风干燥装置设计与研究

针对市场上缺乏金银花干燥装置的现状,文章设计一套以热泵为热源的新型金银花专用冷风干燥装置。通过改变堆叠层数、干燥温度等指标的性能测试表明,本装置能够满足金银花干燥的工艺要求,并可以最大程度的保持金银花的色泽及有效成分,希望能够广泛进行推广应用。     

静电喷雾装置雾化效果试验研究

通过对静电雾化理论和试验方法的简单探讨,搭建了静电喷雾试验平台,并对静电喷雾在不同静电电压的条件下的雾化质量进行了对比试验。结果表明:静电喷雾装置能够达到较好的静电雾化的效果,其静电喷雾的雾滴粒径细小,均匀度较高,附着效果好;随着静电电压的增加,雾化质量有一定的改善,但变化越来越小。     

鱿鱼足静电裹粉装置设计与参数试验优化

针对鱿鱼足人工裹粉时粉料容易受潮、利用率低,且鱿鱼足表面粉层分布不均匀、容易漏裹的问题,提出利用气流输送粉料、施加高压静电使粉料带上电荷进行鱿鱼足裹粉的方法。为研究相对湿度和静电电压对鱿鱼足裹粉速度和裹粉量的影响,以及鱿鱼足表面粉料的附着效果,设计了试验装置,设置了40%、60%、80%3种相对湿度和0、30、60、90 k V 4种静电电压,进行了不同相对湿度和静电电压下的鱿鱼足静电裹粉试验和离心式附着效果测试试验。结果表明:施加高压静电可提高裹粉速度和裹粉量;相对湿度为40%、静电电压为30 k V时,裹粉速度最快、裹粉量最大;相对湿度为60%时,提高静电压可显著提高裹粉速度和裹粉量;相对湿度为80%时,不同静电压下裹粉速度和裹粉量差异不明显;0~1 s内裹粉量增加最快,相对湿度为40%时,在0~0.5 s时间段内裹粉量的增加最显著;在相对湿度为60%、静电电压60 k V时进行鱿鱼足裹粉,粉料的附着效果较好。     

感应式静电喷头设计与试验研究

设计了一种感应式静电喷头,简述了该喷头的基本结构和工作过程,并对喷头的雾化性能进行了初步试验。由试验结果分析了气体压力和喷孔直径对喷头雾化性能的影响,得到雾化效果最佳的喷头参数组合。该喷头所得雾滴尺寸满足静电喷雾要求,同时提高了农药利用率。     

一种设有除杂功能的茶叶揉捻装置的设计与分析

【目的】绿茶的加工工序主要包括杀青、揉捻和干燥,其中揉捻是适当破坏鲜叶组织,使茶汁渗出,让茶叶卷曲成条塑形。现有的茶叶揉捻装置无法连续对杀青后的茶叶进行揉捻,加工效率较低,且会混入茶梗和碎叶而降低成品茶叶的品质。【方法】研究小组提出一种设有除杂功能的茶叶揉捻装置,通过设置揉捻锥、锥形锅和伸缩杆,实现连续化揉捻以提高茶叶揉捻效率。通过设置筛选箱、筛板、凸轮盘、连杆和凸轮电机,以便于将揉捻前的茶叶中的细小茶梗和碎叶剔除。【结果与结论】该装置能够对杀青后的茶叶进行连续揉捻,提高茶叶揉捻加工的效率,且便于将揉捻前的茶叶中的细小茶梗和碎叶剔除,从而提高成品茶叶品质。但是还存在以下两个问题：揉捻机智能化水平不高,尚不能根据鲜叶原料的老嫩程度智能地选择机械揉捻工艺参数;揉捻叶内部压力及其细胞破碎率尚不能实时检测,影响了揉捻工艺参数的反馈及实时调整。     

基于EDEM的糖厂原料蔗滚筒除杂装置研究

切段甘蔗收获技术是我国甘蔗收获机械化的主推技术,入厂原料蔗含杂率较高,特别是机收原料蔗泥土含量较大,使糖厂产生抵触,影响机械化收获技术的推广.针对上述问题,设计了一种糖厂原料蔗滚筒除杂装置,并对所设计的滚筒除杂装置进行EDEM试验仿真.为了研究滚筒除杂装置的结构参数和作业参数对除杂率及质量流率的影响,采用3因素3水平正...     

随动式残膜回收螺旋清杂装置设计与试验

针对目前残膜回收含杂率高的问题,根据随动式残膜回收秸秆粉碎联合作业机工作原理,提出了一种螺旋清杂装置。阐述了该装置的结构组成和工作原理,对其关键部件双向螺旋输送器进行了分析和参数设计。利用EDEM软件建立了棉秆-土壤-螺旋清杂装置的三维离散元模型,模拟仿真了棉秆和土壤混合颗粒的清理输送过程,以螺旋清杂装置结构参数螺距系数、螺旋叶片直径和出料口间隙为试验因素,以平均颗粒速度、平均纵向颗粒速度、质量流率及旋转轴总力矩为试验指标进行正交仿真试验,分析了3个试验因素对各项指标影响的显著性及主次顺序,试验结果显示螺旋清杂装置最优参数组合为:螺距200 mm,螺旋叶片直径200 mm,出料口直径220 mm。在该参数组合下制作螺旋清杂装置,与随动式残膜回收秸秆粉碎联合作业机进行装配,并进行了性能试验,结果显示清杂装置清理棉秆、土壤等杂质效果符合设计要求,回收残膜平均膜杂分离率为89. 51%。     

玉米收获机清选装置内杂余抛送器设计与试验

为满足不断提高的玉米产量对玉米收获机清选能力的要求,提高筛面利用率、籽粒清洁率,降低籽粒损失率,运用理论分析设计了一种能够在清选筛上部空间实现籽粒与杂余在竖直方向上分层、水平方向上分散的杂余抛送器。在竖直方向上,采用CFD-DEM耦合方法对玉米脱出物在杂余抛送器作用下的分层现象进行数值模拟。选取杂余抛送器的周向拨指数量、拨指回转半径、轴向相邻指间距、拨辊旋转角速度为试验因素,以水平方向上杂余被抛送水平位移、籽粒与杂余被抛送水平重叠位移为性能指标,设计四因素五水平中心组合试验。通过响应曲面方法对试验结果进行分析,并利用Design-Expert对回归数学模型进行多目标优化。结果表明:各因素对杂余被抛送水平位移影响由强到弱顺序为:周向拨指数量、拨辊旋转角速度、轴向相邻指间距、拨指回转半径;各因素对籽粒与杂余被抛送水平重叠位移影响由强到弱顺序为:周向拨指数量、轴向相邻指间距、拨辊旋转角速度、拨指回转半径。杂余抛送器优化参数为:周向拨指数量8个,拨指回转半径80. 18 mm,轴向相邻指间距12. 44 mm,拨辊旋转角速度15. 41 rad/s。在清选装置入口风速为12. 8 m/s、入口方向角为25°条件下,清选装置入口玉米脱出物量为5～7 kg/s时,增设杂余抛送器的清选装置籽粒清洁率均值为97. 20%～98. 74%,籽粒损失率均值为1. 65%～1. 82%,满足玉米收获机清选装置在玉米脱出物大喂入量下的清选国家标准要求。     

油莎豆收获机双层滚筒筛式果杂分离装置设计与试验

针对油莎豆机械化收获过程中块茎(果)与土壤草团(杂质)分离不彻底导致收获损失率与含杂率较高的问题,设计了一种双层滚筒筛式果杂分离装置,通过理论分析确定了该装置的主要结构参数与工作参数。建立了分离装置-收获物料互作的EDEM-MBD耦合仿真模型,以双层滚筒筛转速、分离螺旋输送器转速、柔性齿段长度为试验因素,以块茎分离率和含杂率为试验指标,依据Box-Behnken试验原理开展三因素三水平仿真试验。对试验结果进行方差分析,建立了分离率、含杂率与各显著因素之间的回归模型,利用回归模型进行参数寻优,结果表明：当双层滚筒筛转速为24.9 r/min、分离螺旋输送器转速为148.5 r/min、柔性齿段长度为1 277.8 mm时,分离率最大,为96.23%,含杂率最小,为25.55%。田间验证试验结果表明：最优参数组合下的果杂分离装置平均分离率为93.19%,平均含杂率为26.65%,与回归模型寻优结果基本一致;果杂分离装置与清选装置联合使用时,分离率增加1.05个百分点,含杂率降低9.97个百分点,可满足油莎豆收获生产需求。     

秸秆物料除杂及气力输送系统的设计

针对目前我国用于固体成型燃料生产的农作物秸秆物料中杂质较多的问题,设计了一套除杂及气力输送系统。系统管道直径为50mm,风机进口风量为1．928m3/min,进料料仓容积为1．25m3,除杂装置的长度为1000mm,斜板和砂石承料仓与水平方向的夹角为30°,砂石承料仓容积为0．54m3。另外,选用旋转供料器位系统的供料装置作为下一步除杂试验平台搭建的数据基础。     

穴盘缺苗气吸式基质剔除装置设计与试验

针对穴盘缺苗穴孔内钵体松散易碎导致基质剔净率低的问题,设计了一种气吸式基质剔除装置。该装置首先利用深度学习模型检测缺苗穴孔并定位,随后输送带输送穴盘苗到达基质剔除模块,控制系统根据缺苗穴孔位置信息,控制直线模组带动气吸端口到达缺苗穴孔正上方位置,最终利用负压吸附的方式完成缺苗穴孔基质剔除任务。利用DEM-CFD耦合仿真方法对比分析了9种气吸端口结构对基质剔除性能的影响,结果表明,当气吸端口圆管直径为30mm、收缩管高度为50mm时,基质剔除率高且输送更均匀。搭建缺苗穴孔气吸式基质剔除试验平台,开展气吸式基质剔除多因素正交试验研究,结果表明：最优参数组合为：气压0.5MPa、基质含水率50%~55%、气吸时间为3.0s、有硅胶垫。开展性能验证试验,结果表明,穴盘缺苗穴孔检测模型平均正确率均值为96.1%,平均定位成功率为95.45%,基质平均剔净率在90%以上,整机作业效率为57s/盘,满足实际剔补苗作业要求。     

对辊式干辣椒脱帽装置设计与试验

针对辣椒机械化脱帽存在的辣椒损伤大、辣椒蒂去除不净等问题,结合辣椒物理力学特性及机械化加工要求,设计了一种对辊式干辣椒脱帽装置。该装置关键部件包括滚筒、脱帽辊和筛网3部分,采用旋转滚筒和回转辊轴的方式实现辣椒脱帽。通过对脱帽装置工作过程分析,确定了去除辣椒蒂的临界条件。借助辣椒受力及运动特征研究,确定了滚筒及脱帽辊的关键参数。滚筒直径为1.8m、长度为6.0m、转速为28.83r/min,脱帽辊的直径为36.0mm、间隙为0.5mm、转速为134.21r/min。通过对筛面利用系数分析,确定了筛分效率较高的方形筛网,且筛面利用系数为60.5％。通过Design-Expert 12软件进行试验设计及数据处理,明确了滚筒转速、脱帽辊转速对损伤率、脱净率的影响规律,并确定了较优参数组合,为辣椒机械化加工技术及装备研发提供理论依据。试验结果表明,该装置损伤率为0.6%,脱净率为98.8%,符合行业标准且满足辣椒机械加工要求。     

基于流固耦合的除杂风机应力应变及模态研究

叶轮是除杂风机的重要部件之一,叶轮在运行中的应力应变对除杂风机的安全运行有着重要的影响,而叶轮振动是风机的常见故障,所以流固耦合条件下的除杂风机叶轮变形及振动分析对甘蔗收获机除杂风机的安全有着重要的意义。为此,采用有限元分析软件Ansys Workbench对除杂风机叶轮进行了单向流固耦合计算分析,结果表明:叶轮在流固耦合作用下会发生弯曲扭振变形,最大应力分布在叶片与轮毂的交界处,最大应变分布在叶片外缘处;所设计的叶轮最大应力为21.48MPa,小于材料极限应力,而工作转速也远离振动转速,均满足工作要求。该研究为甘蔗收获机的除杂风机设计提供了参考。